답변:
이것은 답변에서 다루어 질 수있는 것보다 훨씬 더 큰 주제입니다.
물리 기반 음영 처리는 실제 방식에 따라 물리학을 기반으로하지 않고 주관적으로 "보기 좋게"표시되도록 퐁 쉐이딩 모델과 같은 현상 학적 모델을 남겨두고 물리 및 / 또는 실제 세계의 실제 측정을 통해 에너지 절약과 같은 물리적 제약을 엄격하게 준수합니다.
예를 들어, 많은 구형 렌더링 시스템에서 음영 처리 모델에는 점 조명에서 반사되는 하이라이트 및 큐브 맵을 통한 환경의 반사에 대한 별도의 컨트롤이 포함되었습니다. 스펙 큘러와 리플렉션이 동일한 물리적 프로세스의 인스턴스 인 경우에도 매우 다른 값으로 설정된 셰이더를 만들 수 있습니다 . 또한, 표면이 실제로 수신 된 것보다 더 많은 에너지를 반사하게하더라도 스페 큘러를 임의의 밝기로 설정할 수 있습니다.
물리 기반 시스템에서 포인트 라이트 스페 큘러와 환경 반사는 동일한 매개 변수로 제어되며, 스페 큘러 및 확산 구성 요소의 밝기를 자동으로 조정하여 전반적인 에너지 절약을 유지하도록 시스템을 설정합니다. 또한 측정을 기반으로 시뮬레이션하려는 재질에 대해 스펙 큘러 밝기를 현실적인 값으로 설정하려고합니다.
물리적 기반 조명 또는 음영에는 일반적으로 미세면 이론을 기반으로하는 물리적 기반 BRDF 와 렌더링 방정식을 기반으로하는 물리적으로 정확한 광 전송이 포함됩니다 (실시간 게임의 경우에는 대략적으로 근사).
또한 이러한 기능을 사용하기 위해 기술 과정에서 필요한 변경 사항이 포함되어 있습니다. 물리 기반 시스템으로 전환하면 아티스트에게 화를 낼 수 있습니다. 우선 광원, 하늘 등을 위해 사실적인 수준의 밝기를 갖춘 완전한 HDR 조명이 필요하며 이는 조명 아티스트에게 익숙해 질 수 있습니다. 또한 텍스처 / 재료 아티스트가 다르게 처리해야하는 작업 (특히 스페 큘러를 위해)이 필요하며 제어의 명백한 손실로 인해 좌절 될 수 있습니다 (예 : 위에서 언급 한 스페 큘러 하이라이트와 환경 반사를 함께 잠그면 아티스트가 이에 대해 불평합니다). 물리적 기반 시스템에 적응하려면 약간의 시간과 지침이 필요합니다.
더해서, 일단 예술가들이 물리 기반 시스템에 적응하고 신뢰를 얻으면, 일반적으로 매개 변수가 적기 때문에 (조정해야 할 작업이 적음) 일반적으로 더 좋아하게됩니다. 또한 한 조명 환경에서 생성 된 재질은 일반적으로 다른 조명 환경에서도 잘 보입니다. 이것은 낮에는 재질 매개 변수 세트가 좋아 보이지만 밤에는 엄청나게 빛나거나 그와 비슷한 것 같은 다른 임시 모델과는 다릅니다.
다음은 게임에서 물리 기반 조명을 살펴볼 몇 가지 리소스입니다.
물론 실시간 렌더링보다는 오프라인에 초점을 맞추고 있지만 Pharr과 Humphreys의 물리 기반 렌더링 에 대해 언급하지 않았다면 이 전체 주제에 대한 놀라운 참고 자료이며 시간 가치가 있습니다.
"물리적으로 정확하다"는 결과는 현실이 동일하게 형성되고 질감이 있다고 가정 할 때 결과가 실제처럼 보일 것임을 의미합니다. 예를 들어 모든 표면이 빛을 반사하고 대부분 확산되므로 대부분의 빛은 간접적입니다. 또한 빛은 재료를 통과 할 수 있습니다.
물리적으로 현실적인 번개의 특정 부분에는 표면에서 반사 된 빛의 정확한 모델링이 포함됩니다. Phong은 합리적인 근사치이지만 포인트 광원에만 적합합니다. 따라서 간접 광원에는 적합하지 않으므로 실제로는 실제 장면에서 많이 볼 수 있습니다.
"물리적으로 올바른 것"은 여전히 컴퓨터의 모델링 방법뿐만 아니라 실제의 연구 분야라는 점을 명심하십시오. 불과 몇 년 전만해도 과학자들은 일부 반사 결정이 다른 방향에 비해 광원에 두 배의 빛을 반사한다는 것을 발견했습니다.